基因指導(dǎo)蛋白質(zhì)的合成第2課時(shí)課件高一下學(xué)期生物人教版必修22

第四章基因的表達(dá)第1節(jié)基因指導(dǎo)蛋白質(zhì)的合成（第2課時(shí)）問題探討mRNA攜帶遺傳信息到達(dá)細(xì)胞質(zhì)后，細(xì)胞是怎樣解讀的呢？mRNA通過核孔進(jìn)入細(xì)胞質(zhì)中，與核糖體結(jié)合，開始它新的歷程——翻譯。

一、遺傳信息的翻譯1.定義：游離在細(xì)胞質(zhì)中的各種氨基酸，以mRNA為模板合成具有一定氨基酸順序的蛋白質(zhì)的過程，稱為遺傳信息的翻譯。DNA攜帶的遺傳信息mRNA攜帶的遺傳信息蛋白質(zhì)轉(zhuǎn)錄翻譯堿基排序堿基排序氨基酸排序mRNA：堿基的數(shù)量排列順序種類蛋白質(zhì)：氨基酸的數(shù)量排列順序種類決定決定決定討論：4種堿基怎么決定蛋白質(zhì)的21種氨基酸？1個(gè)堿基決定1種氨基酸就只能決定

種，即

2個(gè)堿基決定1種氨基酸就只能決定

種，即

3個(gè)堿基決定1種氨基酸就只能決定

種，即

44種21種4116426443一、遺傳信息的翻譯1961年，克里克以T4噬菌體為實(shí)驗(yàn)材料，將某個(gè)基因中增加或刪除1個(gè)、2個(gè)、3個(gè)堿基，觀察是否能正常產(chǎn)生蛋白質(zhì)。實(shí)驗(yàn)結(jié)果：（1）增加或刪除1個(gè)、2個(gè)堿基，無法正常產(chǎn)生蛋白質(zhì)；（2）增加或刪除3個(gè)堿基，可以正常產(chǎn)生蛋白質(zhì)。由該實(shí)驗(yàn)可以得到什么結(jié)論?2.密碼子：mRNA

上

3

個(gè)相鄰的堿基決定

1

個(gè)氨基酸，每

3

個(gè)這樣的堿基叫作1

個(gè)密碼子。一、遺傳信息的翻譯2.密碼子：mRNA

上

3

個(gè)相鄰的堿基決定

1

個(gè)氨基酸，每

3

個(gè)這樣的堿基叫作1

個(gè)密碼子。mRNA5'3'A密碼子密碼子密碼子密碼子認(rèn)讀是從mRNA的5'→3'，相鄰的密碼子無間隔、不重疊。纈氨酸組氨酸精氨酸判斷：肯定不是密碼子的是哪一個(gè)?ATA、UUU、AUA、CCC、AGC一、遺傳信息的翻譯第一個(gè)堿基第二個(gè)堿基第三個(gè)堿基UCAGU苯丙氨酸絲氨酸酪氨酸半胱氨酸U苯丙氨酸絲氨酸酪氨酸半胱氨酸C亮氨酸絲氨酸終止終止

、硒代半胱氨酸A亮氨酸絲氨酸終止色氨酸GC亮氨酸脯氨酸組氨酸精氨酸U亮氨酸脯氨酸組氨酸精氨酸C亮氨酸脯氨酸谷氨酰胺精氨酸A亮氨酸脯氨酸谷氨酰胺精氨酸GA異亮氨酸蘇氨酸天冬酰胺絲氨酸U異亮氨酸蘇氨酸天冬酰胺絲氨酸C異亮氨酸蘇氨酸賴氨酸精氨酸A甲硫氨酸（起始）蘇氨酸賴氨酸精氨酸GG纈氨酸丙氨酸天冬氨酸甘氨酸U纈氨酸丙氨酸天冬氨酸甘氨酸C纈氨酸丙氨酸谷氨酸甘氨酸A纈氨酸、甲硫氨酸（起始）丙氨酸谷氨酸甘氨酸G

終止密碼子：

、

、

.

種類

起始密碼子：

、（

種）

.

編碼氨基酸的密碼子______種或_____種64UAAUGA

UAGAUG（甲硫氨酸）GUG（甲硫氨酸）（原核）6162特殊密碼子說明：①在正常情況下，UGA是終止密碼子，但在特殊情況下可編碼硒代半胱氨酸。②在原核生物中，GUG也可以作起始密碼子，此時(shí)它編碼甲硫氨酸。絕大多數(shù)氨基酸都有幾個(gè)密碼子。2.密碼子的簡并性地球上幾乎所有的生物都共用同一套密碼子。3.密碼子的通用性討論1：你認(rèn)為密碼子的簡并對生物體的生存和發(fā)展有什么意義？討論2：根據(jù)密碼子的通用性這一事實(shí)，你能想到什么？①增強(qiáng)密碼子的容錯(cuò)性。當(dāng)密碼子中有一個(gè)堿基改變時(shí)，由于密碼子的簡并性，可能并不會(huì)改變其對應(yīng)的氨基酸；②提高使用頻率。當(dāng)某種氨基酸使用頻率高時(shí)，幾種不同的密碼子都編碼同一種氨基酸可以保證翻譯的速度。說明當(dāng)今生物可能有著共同的起源。一種密碼子決定一種氨基酸。1.密碼子的專一性分析密碼子的特性思考·討論一、遺傳信息的翻譯UAAUCCUCUGGCGCAUACUGGUGGUCCUAA3’5’色組甲硫精半胱半胱脯谷絲如何精準(zhǔn)運(yùn)送過來的？tRNAmRNA一、遺傳信息的翻譯3.tRNA(轉(zhuǎn)運(yùn)RNA)：①形態(tài)：②功能特點(diǎn)：③反密碼子RNA鏈經(jīng)過折疊，形成三葉草形識(shí)別密碼子，轉(zhuǎn)運(yùn)氨基酸。注：（tRNA只能識(shí)別并轉(zhuǎn)運(yùn)一種氨基酸。氨基酸可由一種或幾種tRNA轉(zhuǎn)運(yùn)）位于tRNA上，其實(shí)質(zhì)是與密碼子發(fā)生堿基互補(bǔ)配對的3個(gè)相鄰的堿基。堿基配對結(jié)合氨基酸的部位反密碼子AAGmRNA5'3'密碼子反密碼子：61種或62種一、遺傳信息的翻譯4.過程：第1步mRNA進(jìn)入細(xì)胞質(zhì)，與核糖體結(jié)合。攜帶甲硫氨酸的tRNA，通過與堿基AUG互補(bǔ)配對，進(jìn)入位點(diǎn)1。第2步攜帶某個(gè)氨酸的tRNA以同樣的方式進(jìn)入位點(diǎn)2。一、遺傳信息的翻譯第3步甲硫氨酸與這個(gè)氨基酸形成肽鍵，從而轉(zhuǎn)移到位點(diǎn)2的tRNA上。第4步核糖體沿mRNA移動(dòng)，讀取下一個(gè)密碼子，原占位點(diǎn)1的tRNA離開核糖體，原位點(diǎn)2的tRNA進(jìn)入位點(diǎn)1，一個(gè)新的攜帶氨基酸的tRNA進(jìn)入位點(diǎn)2，繼續(xù)肽鏈的合成就這樣，隨著核糖體的移動(dòng)，tRNA以上述方式將攜帶的氨基酸輸送過來，以合成肽鏈。直到核糖體遇到mRNA的終止密碼子，合成才告終止一、遺傳信息的翻譯5.場所：6.條件：7.結(jié)果：核糖體能量：

酶：模板：原料：原則：ATP肽酰轉(zhuǎn)移酶（連接肽鍵）mRNA21種游離氨基酸

堿基互補(bǔ)配對A－U、U－AG－C、C－G多肽鏈一、遺傳信息的翻譯8.特征：（1）如何快速高效地進(jìn)行翻譯呢？一個(gè)mRNA分子上結(jié)合多個(gè)核糖體，同時(shí)進(jìn)行多條肽鏈合成。（2）以同一模板合成的多條肽鏈的氨基酸序列是否相同？相同，因?yàn)槠淠０逑嗤?）翻譯合成的肽鏈就具有相應(yīng)的功能嗎？不具有，還需要進(jìn)一步加工。mRNA核糖體一、遺傳信息的翻譯（4）真、原核細(xì)胞基因的表達(dá)有什么區(qū)別？真核細(xì)胞中先轉(zhuǎn)錄后翻譯，原核細(xì)胞中邊轉(zhuǎn)錄邊翻譯一、遺傳信息的翻譯DNA的復(fù)制、轉(zhuǎn)錄和翻譯的比較項(xiàng)目復(fù)制轉(zhuǎn)錄翻譯場所條件模板原料能量酶產(chǎn)物原則細(xì)胞核（主要場所）細(xì)胞核（主要場所）核糖體DNA的兩條鏈DNA的一條鏈mRNA4種游離的脫氧核苷酸4種游離的核糖核苷酸21種游離的氨基酸ATPATPATP解旋酶DNA聚合酶RNA聚合酶DNARNA多肽堿基互補(bǔ)配對A-TT-AG-CC-G堿基互補(bǔ)配對A-U

T-AG-CC-G堿基互補(bǔ)配對A-UU-AG-CC-G特定的酶二、中心法則1957年，克里克率先提出遺傳信息傳遞的一般規(guī)律——中心法則。遺傳信息可以從DNA流向DNA，即DNA的復(fù)制；復(fù)制轉(zhuǎn)錄翻譯蛋白質(zhì)DNARNA也可以從DNA流向RNA，進(jìn)而流向蛋白質(zhì)，即遺傳信息的轉(zhuǎn)錄和翻譯。隨著研究的深入，科學(xué)家對中心法則進(jìn)行補(bǔ)充：資料：1.1965年，科學(xué)家在某種RNA病毒中發(fā)現(xiàn)了RNA復(fù)制酶，RNA復(fù)制酶能催化RNA的復(fù)制。2.1970年，科學(xué)家在致癌的RNA病毒中發(fā)現(xiàn)了逆轉(zhuǎn)錄酶，它能以RNA為模板合成DNA。逆轉(zhuǎn)錄復(fù)制DNA、RNA遺傳信息的載體蛋白質(zhì)遺傳信息的表達(dá)產(chǎn)物ATP為信息流動(dòng)提供能量生命是物質(zhì)、能量和信息的統(tǒng)一體基因的表達(dá)過程中堿基與氨基酸的數(shù)量關(guān)系A(chǔ)—C—U—G—G—A—U—C—UmRNA：蘇氨酸——甘氨酸——絲氨酸肽鏈：DNA：A—C—T—G—G—A—T—C—TT—G—A—C—C—T—A—G—A肽鍵肽鍵（假設(shè)以B鏈為模板進(jìn)行轉(zhuǎn)錄）A鏈B鏈轉(zhuǎn)錄翻譯基因中的堿基數(shù)：mRNA中的堿基數(shù)：蛋白質(zhì)中的氨基酸數(shù)＝6∶3∶1請分析以下細(xì)胞或生物的遺傳信息的傳遞過程。①細(xì)胞生物中能分裂的細(xì)胞②HIV等逆轉(zhuǎn)錄病毒③新冠病毒等RNA可以復(fù)制的病毒④T2噬菌體⑤不能分裂的細(xì)胞DNARNA蛋白質(zhì)轉(zhuǎn)錄翻譯復(fù)制RNADNARNA蛋白質(zhì)轉(zhuǎn)錄翻譯復(fù)制逆轉(zhuǎn)錄RNA蛋白質(zhì)翻譯復(fù)制DNARNA蛋白質(zhì)轉(zhuǎn)錄翻譯復(fù)制DNARNA蛋白質(zhì)轉(zhuǎn)錄翻譯核心總結(jié)一、概念檢測1.基因的表達(dá)包括遺傳信息的轉(zhuǎn)錄和翻譯兩個(gè)過